感應(yīng)加熱的應(yīng)用

1、感應(yīng)(gnyng)加熱的應(yīng)用共九十六頁第一章：請在此處輸入您的標(biāo)題(biot)第二章：請在此處輸入您的標(biāo)題(biot)第三章：請在此處輸入您的標(biāo)題Contents目錄第一章：感應(yīng)加熱簡介第二章：感應(yīng)加熱技術(shù)第三章：感應(yīng)加熱案例2共九十六頁感應(yīng)(gnyng)加熱簡述Click here to add your title3共九十六頁感應(yīng)加熱技術(shù)是利用電磁場在工件表而引起的漩渦損耗，使工件局部加熱，從而完成淬火和金屬焊接等加工。工件加熱時，根據(jù)工藝要求，必須對加熱裝置的輸出功率和工作頻率加以控制，以便在一定時間內(nèi)達(dá)到要求的加熱溫度和透入深度。因此一個實用的加熱裝置應(yīng)該能在較大的功率范圍內(nèi)進(jìn)行連續(xù)調(diào)

2、節(jié)。感應(yīng)加熱是非接觸式加熱，它具有加熱溫度高，加熱效率高，加熱速度快，溫度容易控制，可以局部加熱，容易實現(xiàn)自動控制，作業(yè)環(huán)境好，幾乎沒有熱、噪聲和灰塵，作業(yè)占地少，生產(chǎn)效率高，能加熱形狀復(fù)雜的工件，適用(shyng)廣，工件容易加熱均勻等優(yōu)點。4共九十六頁5共九十六頁感應(yīng)加熱主要應(yīng)用于金屬工業(yè)。其主要用途是金屬加工前的預(yù)熱、熱處理、焊接和熔化。除此之外，在其它方面也有廣泛的應(yīng)用。例如(lr)油漆處理、粘合處理和半導(dǎo)體制作等等。下面依次對各種應(yīng)用做簡要介紹。一、金屬加工前的預(yù)熱感應(yīng)加熱廣泛用于鍛造和擠壓工藝，如對鋼材，鋁合金和鈦、鎳等稀有金屬進(jìn)行加工前預(yù)熱。通常，工件都呈圓形、方形或者圓角方形的

3、棒料。對鋼件而言，由于感應(yīng)加熱工藝的加熱速度高，從而產(chǎn)生的氧化皮數(shù)量最少，因此能使材料的損耗減少到最低程度。 二、熱處理 感應(yīng)加熱可用于鋼材的表面淬火、穿透淬火、回火和燜火，其主要優(yōu)點是能控制加熱部位。6共九十六頁 （1）感應(yīng)淬火：它是最常用(chn yn)的感應(yīng)熱處理方法。它能增強(qiáng)材料的機(jī)械強(qiáng)度和耐磨性能。 （2）感應(yīng)回火：盡管回火的應(yīng)用不如淬火普遍，但回火可以使鋼的延展性增強(qiáng)并且不易斷裂。 （3）感應(yīng)燜火：其應(yīng)用也不如淬火普遍，但它可以恢復(fù)鋼、鋁合金及其它金屬的柔韌性和延展性。 三、熔化 通常用感應(yīng)加熱的方法來熔化優(yōu)質(zhì)鋼和有色金屬（如鋁、銅合金）。同其它方法相比，感應(yīng)加熱的優(yōu)點是熔化均勻，

4、同時可以延長坩堝壽命。7共九十六頁四、焊接 高頻感應(yīng)焊接可以節(jié)能。這是因為加熱能量集中在焊點上。最常見的應(yīng)用途徑是高速焊管，它充分利用了局部加熱和易于控制這兩個特點。五、有機(jī)涂層的固化 感應(yīng)加熱可以用來固化有機(jī)涂層。比如金屬底部加熱，同時給金屬噴涂有機(jī)涂料。使用這種方法，可以避免產(chǎn)生圖層缺陷。典型的應(yīng)用實例是：把金屬片涂料涂抹在金屬表面，然后(rnhu)加熱金屬熔化鍍涂并固化。六、粘結(jié) 有些汽車部件，例如離合器片和閘瓦的粘結(jié)，就像涂層固化方法一樣，通過感應(yīng)加熱使金屬達(dá)到某一溫度，用膠黏劑使兩者迅速粘結(jié)起來。8共九十六頁 七、半導(dǎo)體制作 單晶硅和鍺的生成常用感應(yīng)加熱的方法。逐區(qū)精煉、逐區(qū)致勻。半

5、導(dǎo)體中摻雜質(zhì)以及(yj)半導(dǎo)體材料的外延也都采用了感應(yīng)加熱工藝。 八、鍍錫 通常，在鋼板上鍍錫時，鍍層不均勻，表面粗糙無光澤。如果把鋼板加熱到230，可以使原有的錫層再次熔化流動，使得鍍錫層均勻，表面有光澤。 九、燒結(jié)感應(yīng)加熱廣泛地應(yīng)用于碳化物成品的燒結(jié)，因為在可控氣氛中，感應(yīng)加熱的方法能在石墨曲瓶頸或感受器中對碳化物施加2550的高溫。其它黑色即使農(nóng)戶和有色金屬的燒結(jié)加工也可以用類似的方法，無論是有，還是無氣體保護(hù)措施。9共九十六頁將工件放在感應(yīng)器中，當(dāng)感應(yīng)器中通過交變電流時，在其內(nèi)部產(chǎn)生交變磁場，由交變磁場激發(fā)的感應(yīng)電勢將在工件的表面產(chǎn)生感應(yīng)電流，這種電流又稱渦流。因為工件材料的電阻很小，

6、所以不大(b d)的感應(yīng)電勢便造成強(qiáng)度很大的渦流，從而釋放出大量的焦耳熱，使工件表面層溫度迅速升高。 10共九十六頁集膚效應(yīng)：渦流在工件表面最大，由表面向心(xin xn)部呈指數(shù)規(guī)律衰減的現(xiàn)象。感應(yīng)電動勢的瞬時值：e-d/dt (V) 式中：d/dt表示磁通對時間的變化率，負(fù)號表示感應(yīng)電動勢方向與d/dt方向相反。電流透入深度：工程上規(guī)定，當(dāng)渦流強(qiáng)度從表面向內(nèi)層降低到其數(shù)值等于表面最大渦流強(qiáng)度的0.368倍時，該處到表面的距離稱為電流透入深度。 對于碳鋼：=500f -1/2 (mm) f電流頻率11共九十六頁感應(yīng)加熱的物理過程感應(yīng)加熱開始時，工件處于室溫，電流透入深度很小，僅在此薄層內(nèi)進(jìn)行

7、加熱。但溫度超過A2點后，表面由鐵磁性變?yōu)轫槾判?，表面電流密度下降，而在緊靠順磁體層的鐵磁體處，電流密度劇增，此處迅速(xn s)被加熱，溫度也很快升高。由此，工件截面內(nèi)最大密度的渦流由表面向心部逐漸推移，同時自表面向心部依次加熱。這種加熱方式稱為透入式加熱。與此同時，由于熱傳導(dǎo)的作用，熱量向工件內(nèi)部傳遞，加熱層厚度增厚，這時工件內(nèi)部的加熱和普通加熱相同，稱為傳導(dǎo)式加熱。12共九十六頁透入式加熱較傳導(dǎo)式加熱有如下特點表面的溫度超過A2點以后，最大密度的渦流流向內(nèi)層，表層加熱速度開始變慢，不易過熱，而傳導(dǎo)式加熱隨著加熱時間的延長，表面繼續(xù)加熱容易過熱；加熱迅速，熱損失小，熱效率高；熱量分布較陡，

8、淬火后過渡層較窄，使表面壓應(yīng)力提高。感應(yīng)加熱是非接觸式加熱，它具有加熱溫度高，加熱效率高，加熱速度快，溫度容易控制，可以局部加熱，容易實現(xiàn)自動控制，作業(yè)環(huán)境好，幾乎沒有熱、噪聲和灰塵，作業(yè)占地(zhn d)少，生產(chǎn)效率高，能加熱形狀復(fù)雜的工件，適用廣，工件容易加熱均勻等優(yōu)點。13共九十六頁安全(nqun)環(huán)保，成本低感應(yīng)加熱作為熱處理加熱熱源對環(huán)境無污染，安全(nqun)，氧化皮少，成本低。保證工件在加熱處理過程中加熱均勻，工件經(jīng)過此輥道后無需校直機(jī)校直，減少了成本。工件迅速均勻完全淬透，感應(yīng)加熱線圈使用壽命長。14共九十六頁感應(yīng)(gnyng)加熱中產(chǎn)生的感應(yīng)(gnyng)電流的基本特征表面效

9、應(yīng)（集膚效應(yīng)）當(dāng)一個金屬零件通過直流電時，在金屬零件的截面上電流的分布是均勻的；當(dāng)金屬零件通過交流電時，沿金屬零件截面的電流分布是不均勻的，最大電流密度出現(xiàn)在金屬零件的最表面，如圖2所示。這種交變電流的頻率越高，電流向表面集中的現(xiàn)象就越嚴(yán)重。這種電流通過導(dǎo)體時，沿導(dǎo)體表面電流密度最大，越中心電流密度越小的現(xiàn)象稱為高頻電流的集膚效應(yīng)8，又稱表面效應(yīng)。15共九十六頁因此，零件感應(yīng)加熱(ji r)時，其感應(yīng)電流在零件中的分布從表面向中心里指數(shù)衰減。工程上規(guī)定，當(dāng)電流（渦流）強(qiáng)度從表面向內(nèi)部降低到表面最大電流（渦流）強(qiáng)度的0. 368（即lo/e）時，則該處到表面的距離就稱為電流透人深度。這樣規(guī)定是由

10、于分布在金屬零件表面的電流（渦流），只在零件表面深度為的薄層中通過，但它并不能全部用于將零件表面加熱，而是有一部分熱量被傳到零件內(nèi)部或心部損耗了9，此外，還有一部分熱量向零件周同的空間熱輻射損失了。由于渦流所產(chǎn)生的熱量與電流（渦流）強(qiáng)度的平方成正比，凼此由表面向內(nèi)部的熱量降低速率比渦流降低速率快得多。16共九十六頁鄰近(ln jn)效應(yīng) 兩個相鄰載有高頻電流的金屬導(dǎo)體相互靠近時，由于磁場的相互影響，磁力線將發(fā)生重新分布，導(dǎo)致電流的重新分布，如圖3所示。兩個載流導(dǎo)體的電流方向相同時電流從兩導(dǎo)體的外側(cè)流過，即導(dǎo)體相鄰表面的電流密度最??；反之，如果兩個載流導(dǎo)體的電流方向相反時，電流從兩導(dǎo)。體的內(nèi)側(cè)流

11、過，即導(dǎo)體相鄰表面的電流密度最大，這種現(xiàn)象就稱為高頻電流的鄰近效應(yīng)10。頻率越高，兩導(dǎo)體靠得越近，鄰近效應(yīng)就越顯著。17共九十六頁鄰近效應(yīng)在感臆加熱中宥很大的實際意義。由于感應(yīng)器內(nèi)的高頻電流與零件的感應(yīng)電流方向總是相反，因此，對感應(yīng)加熱有利。但另一方面，由于鄰近效應(yīng)，只有當(dāng)感應(yīng)器與零件間隙處處(chch)相等時，渦流在零件表面上的分布于是均勻的，如圖3所示。對圓柱形零件，為實現(xiàn)均勻加熱，通常借用淬火機(jī)床，使零件在加熱過程中以一定速度旋轉(zhuǎn)以，消除臨近效應(yīng)的影響，實現(xiàn)均勻加熱。當(dāng)零件加熱區(qū)有特殊要求時，就要直接運用交流電的鄰近效應(yīng)來設(shè)計感應(yīng)器的形狀，即感應(yīng)器的形狀應(yīng)與零件加熱區(qū)的形狀相似，如圖4所

12、示。零件上感應(yīng)產(chǎn)牛的渦流是沿著符合于感應(yīng)器形狀的路徑流過的。零件僅在此區(qū)域被局部加熱，加熱區(qū)就好像感應(yīng)器的影于一樣。因此，為取得較好的加熱效果，在設(shè)計感應(yīng)器形狀與結(jié)構(gòu)時，必須考慮感應(yīng)器與零件加熱區(qū)形狀相似。18共九十六頁環(huán)狀效應(yīng)（也稱圓環(huán)效應(yīng)或環(huán)流效應(yīng)）高頻電流通過圓柱形狀、圓環(huán)狀或螺旋圓柱管狀件時，最大的電流密度分布集中在圓柱狀（圓環(huán)狀或螺旋圓柱管狀）零件的內(nèi)側(cè)，即圓環(huán)內(nèi)側(cè)的電流密度最大，這種現(xiàn)象稱為環(huán)狀效應(yīng)，如圖5所示。當(dāng)電流頻率高時，電流只在圓柱狀（圓環(huán)狀或螺旋圓柱管狀）內(nèi)側(cè)表面流動，圓柱杖（圓環(huán)狀或螺旋圓柱管狀）的外側(cè)沒有電流流過。在感應(yīng)加熱(ji r)中，感應(yīng)器形狀大多星圓柱狀、圓環(huán)

13、狀或螺旋圓柱管狀。在環(huán)狀效應(yīng)的作用下，高頻電流聚集在感應(yīng)器內(nèi)側(cè)，這對零件表面進(jìn)行感應(yīng)加熱(ji r)是十分有利的。19共九十六頁在這種情況(qngkung)下加熱，熱量損失少，熱效率高，加熱速度快。但存進(jìn)行內(nèi)扎加熱時，由于環(huán)狀效應(yīng)的作用，增大了感應(yīng)器與零件的實際間隙，如圖6所示。在這種情況(qngkung)下加熱，熱量損失多，熱效率低，加熱速度慢。在實際乍產(chǎn)過程中，為了彌補(bǔ)環(huán)狀效應(yīng)和間隙增大所造成的損失，常在加熱內(nèi)孔（或加熱平面）時，在感應(yīng)器上安裝導(dǎo)磁體，如圖7所示。加上導(dǎo)磁體，感應(yīng)加熱時的電流被推向感應(yīng)器的外側(cè)。與零件表面靠近，從而減小了感應(yīng)器與零件間的實際間隙。因此，可以減少熱量損失，提高

14、加熱效率。20共九十六頁 環(huán)狀效應(yīng)的大小，與電流(dinli)頻率和圓環(huán)狀的曲率半徑有關(guān)。頻率越高，曲率半徑越小，環(huán)狀效應(yīng)越顯著。21共九十六頁由此可見，加熱圓筒形零件的外表面時，鄰近效應(yīng)與環(huán)狀效應(yīng)是一致的，都將使感應(yīng)器中的電流描感應(yīng)器的內(nèi)側(cè)流動，這樣就減小了感應(yīng)器與零件之間的間隙麗有效地提高了耦合度。相反，在加熱零件內(nèi)孔或內(nèi)壁時，鄰近效應(yīng)與環(huán)狀效應(yīng)恰好相反。環(huán)狀效應(yīng)使電流滑感應(yīng)器內(nèi)側(cè)流動。而鄰近效應(yīng)則促使電流向外惘流動。感應(yīng)器直徑越小，環(huán)狀效應(yīng)越強(qiáng)。因此，在其他條件不變的情況下，內(nèi)孔直徑越小。耦合度就越差，高頻感應(yīng)加熱的效率(xio l)也將越低。為了改善這種情況，對于內(nèi)孔較小的零件，應(yīng)采取

15、措施使感應(yīng)器中的電流沿靠近零件內(nèi)孔或內(nèi)壁一側(cè)流動。生產(chǎn)上常用的是將感應(yīng)器繞成曬匝，利用兩匝間的鄰近效應(yīng)將電流盡可能地向感應(yīng)器的端面推移，執(zhí)而改善其耦合度。當(dāng)內(nèi)孔直徑小時則利用導(dǎo)磁體米迫使電流沿感應(yīng)器的外側(cè)流動。22共九十六頁尖角效應(yīng)將尖角（棱角）或形狀不規(guī)則的零件故在卿環(huán)形的感應(yīng)器中，如果零件的高度小于感應(yīng)器高度，感應(yīng)加熱時，在零件拐角處的尖角部位或棱角部分由于渦流強(qiáng)度大，加熱激烈，在極短時間內(nèi)升高溫度，并造成過熱，這種現(xiàn)象稱為尖角效應(yīng)。由于尖角效應(yīng)的存在(cnzi)，為設(shè)升和制造感應(yīng)器提供依據(jù)，即對有尖角或形狀不規(guī)則的零件，必須考慮在感應(yīng)器t-有曲率半徑應(yīng)適當(dāng)加大感應(yīng)器和零件的間隙。23共九

16、十六頁感應(yīng)(gnyng)加熱分類頻率(pnl)范圍淬硬層深度應(yīng) 用 舉 例高頻感應(yīng)加熱中頻感應(yīng)加熱工頻感應(yīng)加熱200300kHz110kHz50Hz0.52mm28mm1015mm摩擦條件下工作的零件小齒輪、小軸承受扭矩、壓力載荷的零件，曲軸、大齒輪、承受扭矩、壓力載荷的大型零件 ，如冷軋輥等24共九十六頁感應(yīng)加熱顯著優(yōu)點：1、與傳統(tǒng)加熱手段相比較（油、煤、氣），具有環(huán)保、節(jié)能、操作(cozu)方便、勞動強(qiáng)度低的顯著優(yōu)點；2、與可控硅中頻相比較節(jié)能10%30%，對電網(wǎng)沒有諧波干擾；3、與電阻爐相比較節(jié)能50%60%；4、對客戶產(chǎn)品具有加熱快、受熱均勻、無氧化層、產(chǎn)品質(zhì)量好等優(yōu)點；5、感應(yīng)器由變

17、壓器隔離，非常安全。6、環(huán)保：沒有污染、噪聲和粉塵。7、適應(yīng)性強(qiáng)：能加熱各種形狀不同的工件。25共九十六頁感應(yīng)加熱適用范圍：金剛石刀頭的焊接，硬質(zhì)合金鋸片、機(jī)械加工用硬質(zhì)合金刀具的焊接，如金剛石刀具、鉆具、車刀、刨刀、銑刀、鉸刀(jio do)等刃具的焊接；標(biāo)準(zhǔn)件、螺栓的熱鐓，如高強(qiáng)度螺栓、螺帽等；五金工具、手工工具的熱處理，如鉗子、扳手、旋具、錘子、斧頭；各種汽車配件、摩托車配件的高頻淬火處理，如：曲軸、連桿、活塞銷、曲柄銷、鏈輪、凸輪軸、氣門、各種搖臂、搖臂軸；變速箱內(nèi)各種齒輪、花鍵軸、傳支半軸、各種小軸、各種撥叉等高頻淬火的處理；金屬零件的熱處理，如各種齒輪、鏈輪、各種軸、花鍵軸、銷等的

18、高頻淬火處理；機(jī)床行業(yè)的機(jī)床床面導(dǎo)軌的淬火處理等。26共九十六頁保護(hù)人類賴以生存的地球資源、環(huán)境及節(jié)約能源，是全世界面臨的重大問題，也是人類長期與自然和諧共處必然承擔(dān)的責(zé)任。我國在世界如今面臨新一輪以環(huán)境為特征的技術(shù)革命中表現(xiàn)出極大的積極性和責(zé)任感，溫總理曾指出：“節(jié)能減排是我國實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的必由之路，是維護(hù)國家長遠(yuǎn)利益的必然要求，淘汰落后產(chǎn)能是實現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)的重要手段”。隨著人類對節(jié)能、減排、環(huán)境保護(hù)意識的增長(zngzhng)，加之各國制定節(jié)能減排相關(guān)政策保障，在工業(yè)化生產(chǎn)、民用和商用等領(lǐng)域，越來越多地采用具有節(jié)能、環(huán)保的新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備，電磁感應(yīng)加熱就是其中之一。工業(yè)感應(yīng)加熱以

19、及民用、商用電磁爐發(fā)展迅速。27共九十六頁電磁感應(yīng)加熱是繼木材、液化氣、天然氣、柴油燃燒產(chǎn)生熱能加熱及載流電阻熱效應(yīng)直接加熱方式的重大變革。近20年來，隨著(su zhe)電力半導(dǎo)體功率器件的發(fā)展，感應(yīng)加熱發(fā)展十分迅速，工業(yè)電阻爐、火焰爐傳統(tǒng)加熱方式將逐步被具有節(jié)能、環(huán)保、安全并被譽(yù)為“綠色加熱”方式的感應(yīng)加熱所替代。另一方面，隨著電力半導(dǎo)體器件及控制技術(shù)的發(fā)展，感應(yīng)加熱裝置本身也發(fā)生了重大變化，其系統(tǒng)構(gòu)成更為緊湊精巧，體積和質(zhì)量在相同功率容量條件下更小，不僅節(jié)能而且節(jié)材，其控制自動化程度更高，參數(shù)調(diào)整更為精細(xì)、準(zhǔn)確，使用操作更方便、簡捷。28共九十六頁如同頻率、同功率容量條件下，電力半導(dǎo)體固

20、態(tài)晶體管（MOSFET、IGBT）為核心構(gòu)成的高頻感應(yīng)加熱電源與電子管構(gòu)成的高頻感應(yīng)加熱電源裝置相比，其體積和質(zhì)量大致可縮小2/3，效率及節(jié)能提高30%，冷卻用水量及占用安裝用地面積均大大減小。1效率高 感應(yīng)加熱的效率比火焰爐高30%50%，比電阻爐高20%30%，具有(jyu)明顯的節(jié)能效果。2.加熱溫度高、時間短，這意味著加熱速度快。29共九十六頁（1）說明感應(yīng)加熱比電阻爐、火焰爐的工作效率高，單位時間產(chǎn)量高；（2）加熱速度(sd)快，被加熱金屬工件的表面氧化皮燒損率低，節(jié)約材料及費用，特別對貴重金屬加熱更顯得重要。比如，一般情況下金屬件熱成型加熱，感應(yīng)加熱的金屬燒損率大約在0.5%，而火

21、焰爐加熱的金屬燒損率約為1%3%，也就是說感應(yīng)加熱比火焰加熱節(jié)約材料2%左右。3.容易實現(xiàn)自動控制感應(yīng)加熱可以根據(jù)被加熱工件的當(dāng)前狀態(tài)，進(jìn)行適時、精確的自動控制30共九十六頁比如通過模擬或數(shù)字電路處理，調(diào)整功率或頻率，使工件加熱溫度或深度自動調(diào)節(jié)，滿足工藝要求。感應(yīng)加熱調(diào)節(jié)比較精細(xì)，通常是通過調(diào)節(jié)相移、脈沖占空比等參數(shù)調(diào)節(jié)加熱功率，一旦加熱溫度根據(jù)工藝要求確定后，由于自身的負(fù)反饋作用，就會被保持在該溫度恒定不變，實現(xiàn)恒功率恒控制。溫度均勻性好，溫差可控制在1%以下，提高產(chǎn)品質(zhì)量和合格率。4.改善和保護(hù)環(huán)境感應(yīng)加熱不產(chǎn)生諸如一氧化碳、二氧化碳、氧化硫等廢氣和煙塵，對外輻射熱量小，噪聲低，工作環(huán)境

22、得以凈化，空氣環(huán)境得以保護(hù)，操作(cozu)人員勞動條件得以改善，健康水平得以保證。31共九十六頁5.安全可靠感應(yīng)加熱不產(chǎn)生明火，杜絕了火災(zāi)、爆炸等危險事件的可能發(fā)生，安全性大大提高。6操作使用方便現(xiàn)代感應(yīng)加熱裝置的主體是以電力半導(dǎo)體功率器件為核心構(gòu)造的逆變器感應(yīng)加熱電源，不用預(yù)熱，可隨時起動和關(guān)閉。由于這種特性，不僅使用操作方便，而且也省時節(jié)能。7.安裝場地占用面積小現(xiàn)代感應(yīng)加熱電源結(jié)構(gòu)緊湊，其構(gòu)成幾乎是一種(y zhn)模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化的部件組成方式，質(zhì)量、體積相對于電阻爐和火焰爐小，設(shè)備安裝所占用地面積和空間小，單位面積的利用率高，節(jié)省場地和基建費用。32共九十六頁8.可對工件進(jìn)行局部加熱

23、綜上所述，感應(yīng)加熱工藝參數(shù)可控性強(qiáng)、輸出的產(chǎn)品質(zhì)量好合格率高，節(jié)能、環(huán)保、安全可靠，是一種技術(shù)先進(jìn)，應(yīng)用前景廣泛的加熱方式。然而，像任何事物都不是盡善盡美一樣，感應(yīng)加熱的應(yīng)用也有它的局限性，比如：一種感應(yīng)加熱繞組（或感應(yīng)器）對被加熱工件而言，具有相應(yīng)的匹配關(guān)系，加熱工件的形狀、尺寸有限，不如電阻爐、火焰爐那樣有相對較大的自由度；對于形狀簡單(jindn)、品種少、批量大的工件加熱具有更大的優(yōu)勢，而對批量小、形狀復(fù)雜的工件適應(yīng)性差；維修費用相對電阻爐、火焰爐高，需要熟悉電力電子技術(shù)的專業(yè)人員維修。33共九十六頁感應(yīng)加熱的局限性1.感應(yīng)加熱不適合于復(fù)雜形狀的工件例如：某些傳動齒輪，它要求極高的耐磨

24、性與韌的心部，上前仍采用氮化工藝等。2.需要專用工裝即感應(yīng)器熱處理爐一爐可裝多種工件進(jìn)行加熱、滲碳、氮化，而感應(yīng)淬火則要求一個部位一種感應(yīng)器，甚至要求一種專用定位夾具等，因此工具費用高。它只適用于大批量生產(chǎn)一種或一種族的工件。3.成套(chng to)裝置投資費用高 和一般熱處理設(shè)備化，感應(yīng)淬火成套(chng to)裝置包括變頻電源、淬火機(jī)床、感應(yīng)器，以及附屬的冷卻水、淬火液循環(huán)裝置等，其投資費用相對比較高，維護(hù)技術(shù)及費用亦比一般熱處理設(shè)備高。34共九十六頁感應(yīng)加熱工藝是感應(yīng)加熱技術(shù)(jsh)水平的主要體現(xiàn),是技術(shù)(jsh)發(fā)展的基礎(chǔ),先進(jìn)的感應(yīng)加熱工藝技術(shù)(jsh)可以有效地發(fā)揮感應(yīng)加熱的特

25、點,實現(xiàn)高效、節(jié)能的局部熱處理。同時感應(yīng)加熱系統(tǒng)正向智能化控制方向發(fā)展，具有計算機(jī)智能接口、遠(yuǎn)程控制和故障自動診斷等控制性能的感應(yīng)加熱系統(tǒng)正成為下一代的發(fā)展目標(biāo)。35共九十六頁感應(yīng)加熱(ji r)技術(shù)Click here to add your title36共九十六頁隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，表面熱處理技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用。表面熱處理可以提高(t go)產(chǎn)品質(zhì)量，縮短生產(chǎn)周期和改善勞動條件，提高(t go)生產(chǎn)組織水平。目前應(yīng)用最廣泛的表面熱處理是感應(yīng)熱處理，它可應(yīng)用于淬火、回火、正火、調(diào)質(zhì)、透熱等，適用于機(jī)械化大生產(chǎn)，可通過計算機(jī)控制實現(xiàn)無人操作。37共九十六頁感應(yīng)加熱技術(shù)是利用電磁場在工件表而

26、引起的漩渦損耗，使工件局部加熱，從而完成淬火和金屬焊接等加工。工件加熱時，根據(jù)工藝要求，必須對加熱裝置的輸出功率和工作頻率加以控制，以便在一定(ydng)時間內(nèi)達(dá)到要求的加熱溫度和透入深度。因此一個實用的加熱裝置應(yīng)該能在較大的功率范圍內(nèi)進(jìn)行連續(xù)調(diào)節(jié)。感應(yīng)加熱是非接觸式加熱，它具有加熱溫度高，加熱效率高，加熱速度快，溫度容易控制，可以局部加熱，容易實現(xiàn)自動控制，作業(yè)環(huán)境好，幾乎沒有熱、噪聲和灰塵，作業(yè)占地少，生產(chǎn)效率高，能加熱形狀復(fù)雜的工件，適用廣，工件容易加熱均勻等優(yōu)點。38共九十六頁我國感應(yīng)加熱在工業(yè)上的應(yīng)用，起步于20世紀(jì)50年代，在機(jī)床制造、紡織機(jī)制造、汽車、拖拉機(jī)工業(yè)等部門應(yīng)用最早，當(dāng)

27、時的感應(yīng)加熱技術(shù)，絕大部分來自前蘇聯(lián)，少部分來自捷克、比利時等國家。50年代末，我國已自制出電子管式高頻電源與機(jī)械式中頻發(fā)電機(jī)，感應(yīng)熔煉、感應(yīng)透熱、淬火、介質(zhì)加熱等各種設(shè)備(shbi)與工藝相繼在工業(yè)上得到應(yīng)用。60年代后，各個部門、企業(yè)在自力更生精神鼓舞下，研制出晶閘管中頻電源，改進(jìn)了電子管式高頻電源，并設(shè)計、制造了各種型式的淬火機(jī)床，其典型結(jié)構(gòu)已匯編入原機(jī)械部第六設(shè)計院的淬火機(jī)床圖集共計55種。對外開放以來，通過出國考察、進(jìn)口設(shè)備(shbi)、引進(jìn)技術(shù)等多種渠道，工業(yè)發(fā)達(dá)國家的現(xiàn)代感應(yīng)加熱技術(shù)逐漸進(jìn)入了我國工業(yè)的各個部門，使感應(yīng)加熱這一節(jié)能、高效、自動化、高重現(xiàn)性、環(huán)保的技術(shù)更有效地得到利

28、用。39共九十六頁去年正好是前蘇聯(lián)感應(yīng)加熱在工業(yè)應(yīng)用的70周年，在俄羅斯圣彼得堡召開的“感應(yīng)加熱實際問題學(xué)術(shù)研討會”討論了感應(yīng)加熱技術(shù)發(fā)展(fzhn)中的許多學(xué)術(shù)問題包括感應(yīng)熔煉鋼錠、坯料、桿、帶和線材的感應(yīng)加熱、金屬熱處理、高頻焊接和釬焊、磁流體動力學(xué)過程在冶金及其他方面應(yīng)用、感應(yīng)加熱裝置的電源和其現(xiàn)代化控制系統(tǒng)等。目前，感應(yīng)加熱電源在中頻頻段主要采用晶閘管，超音頻頻段主要采用IGBT，而在高頻頻段，由于SIT存在高導(dǎo)通損耗等缺熱電源通常飛功熱風(fēng)率較大對功率器件、無源器件、電纜、布線、接地和屏蔽等均有許多特殊要求。40共九十六頁因此，實現(xiàn)感應(yīng)加熱電源高頻地方(dfng)加熱電源的發(fā)展。從電路

29、的角度來考慮感應(yīng)加熱電源的大容量化，可將大容量化技術(shù)分為兩大類:一類是器件的串、并聯(lián)；另一類是多橋或多臺電源的串、并聯(lián)。在器件的串、并聯(lián)方式中，必須認(rèn)真處理串聯(lián)器件的均壓問題和并聯(lián)器件的均流問題，由于器件制造工藝和參數(shù)的離散性，限制了器件的串、并聯(lián)數(shù)目，且串、并聯(lián)數(shù)越多，裝置的可靠性越差。多臺電源的串、并聯(lián)技術(shù)是在器件串、并聯(lián)技術(shù)基礎(chǔ)上進(jìn)一步再容量化的有效手段，借助于可靠的電源串、并聯(lián)技術(shù)，在單機(jī)容量適當(dāng)?shù)那闆r下，可簡單地通過串、并聯(lián)運行方式得到大容量裝置，每臺單機(jī)只是裝置的一個單元。41共九十六頁感應(yīng)加熱(ji r)電源逆變器主要有并聯(lián)逆變器和串聯(lián)逆變器，串聯(lián)逆變器輸出可等效為一低阻抗的電壓

30、源，當(dāng)兩電壓源并聯(lián)時，相互間的幅值、相位和頻率不同或波動時將導(dǎo)致很大的環(huán)流，以至逆變器件的電流產(chǎn)生嚴(yán)重不均，因此，串聯(lián)逆變器存在并機(jī)擴(kuò)容困難，而對并聯(lián)逆變器，逆變器輸入端的直流大電抗器可充當(dāng)各并聯(lián)逆變器之間的電流緩沖環(huán)節(jié)，使得輸入端的AG/DG或DG/DG環(huán)節(jié)有足夠的時間來糾正直流電流的偏差，達(dá)到多機(jī)并聯(lián)擴(kuò)容，晶體管化超音頻、高頻電流多采用并聯(lián)逆變器結(jié)構(gòu)，并聯(lián)逆變器易于模塊化、大容量化是其中的一個主要原因。42共九十六頁感應(yīng)加熱電源的負(fù)載對象各式各樣，而電源逆變器與負(fù)載是一有機(jī)的整體，一般采用匹配變壓器連接電源和負(fù)載感應(yīng)器，同時,從電路拓?fù)渖峡梢杂萌裏o源元件代替二無源元件，以取消變壓器,實現(xiàn)高

31、效、低成本匹配。感應(yīng)熱處理要注意以下要點：1、電源電源是感應(yīng)加熱的關(guān)鍵設(shè)備之一，隨著感應(yīng)加熱技術(shù)的發(fā)展，經(jīng)歷(jngl)了機(jī)械式中頻發(fā)電機(jī)組和真空管式高頻電源、晶閘管中頻電源及全晶體管電源三個發(fā)展階段。在20世紀(jì)80年代后期，在工業(yè)發(fā)達(dá)國家，晶閘管中頻電源已完全取代了中頻發(fā)電機(jī)組，我國自90年代中期也已逐步取代。43共九十六頁同機(jī)械式中頻發(fā)電機(jī)組相比晶閘管(SCR)中頻電源具有以下優(yōu)點：體積小、重量輕、材料消耗少；電效率高，逆變停止時幾乎不消耗電能，逆變效率可達(dá)90%以上；無機(jī)械運動、噪音小、運行可靠、負(fù)載匹配容易，可以根據(jù)負(fù)載情況確定電源的頻率；啟動停止方便，頻率能自動跟蹤以保持最佳運行狀態(tài)

32、(zhungti)；產(chǎn)品設(shè)計簡單、制造周期短;安裝容易，不需要特殊的基礎(chǔ)；維修方便等。我國的晶閘管中頻電源的共同特點是全集成化控制線路數(shù)字化程度高于90%、啟動成功率幾乎達(dá)到100%、除具有常規(guī)的水壓不足、快熔熔斷、過流、過壓等保護(hù)功能外，還具有限流、限壓等保護(hù)功能、功能較齊全的晶閘管電源還配置逆變失敗、水溫監(jiān)視等可選功能，其頻率最高可以作到8kHz，額定功率可以作到1000kW左右，如果在裝配工藝上再進(jìn)一步改進(jìn)的話，可以接近世界先進(jìn)水平。44共九十六頁隨著技術(shù)的進(jìn)步，跟蹤80年代國際感應(yīng)加熱技術(shù)水平，我國于90年代中期開發(fā)出第一臺電效率較高的50kW/50kHzIGBT電流型超音頻感應(yīng)加熱電

33、源。目前可做到頻率0.450kHz、最大功率可達(dá)到800kW頻率達(dá)到100kHz時功率達(dá)到100kW。IGBT應(yīng)用同期，我國還成功研制出20kW/300kHzMOSFET高頻電源，縮小了同國際先進(jìn)水平的差距，隨著大功率MOSFET器件的問世，大功率的晶體管高頻電源有望年內(nèi)在感應(yīng)淬火(cu hu)中應(yīng)用。2、淬火工藝45共九十六頁隨著汽車工業(yè)的迅速發(fā)展，我國采用感應(yīng)淬火的零件的種類和品種不斷增加。目前我國汽車零件感應(yīng)淬火用材料(cilio)包括：45#、40Cr、55MnVS、40MnB、42CrMo、35#、ZG45、球鐵、合金鑄鐵等。感應(yīng)加熱淬火介質(zhì)包括：水、聚乙烯醇、聚迷水溶性淬火介質(zhì)、U

34、CON、豪富頓251等。所采用的加熱方式及應(yīng)用主要包括：橫向磁場靜止一次加熱淬火(銷軸類零件、凸輪軸);橫向磁場連續(xù)加熱淬火(減振器桿、變速叉軸、扭桿等)；橫向磁場多段連續(xù)加熱淬火(起動機(jī)軸、空壓機(jī)軸等)；46共九十六頁縱向磁場整體一次加熱淬火(半軸等)；仿形感應(yīng)器零件旋轉(zhuǎn)加熱淬火(球頭銷)；感應(yīng)接觸加熱淬火(轉(zhuǎn)向齒條)；內(nèi)孔的一次及連續(xù)加熱淬火(輸出法蘭、鐘型殼內(nèi)腔)；階梯軸類零件的旋轉(zhuǎn)加熱淬火(小紅旗后輪轂軸、轉(zhuǎn)向節(jié))；平面類零件的一次及連續(xù)加熱淬火(鋼板彈簧橫向限位板)；薄壁類復(fù)雜零件一次及連續(xù)加熱淬火(前輪轂、滑動(hudng)軸叉)；復(fù)雜形狀零件的一次加熱淬火(鐘型殼變截面軸)；槽口

35、一次淬火(變速叉)；復(fù)雜回線工件旋轉(zhuǎn)一次加熱淬火(曲軸)等。47共九十六頁3、淬火機(jī)床為了適應(yīng)多品種的批量生產(chǎn)，在汽車生產(chǎn)應(yīng)用中，我國引進(jìn)的感應(yīng)淬火機(jī)床種類由傳統(tǒng)的專用設(shè)備逐步向柔性化程度較高的通用設(shè)備和專用淬火自動生產(chǎn)線發(fā)展。通用淬火機(jī)床方面，一汽技術(shù)中心開發(fā)的臥式數(shù)控淬火機(jī)床主驅(qū)動采用交流伺服電機(jī)拖動，移動速度穩(wěn)定均勻、定位準(zhǔn)確、重復(fù)精度高;零件旋轉(zhuǎn)采用變頻調(diào)速，能適應(yīng)多方面工藝(gngy)要求;采用能量和數(shù)控技術(shù)對不同性能要求的不同零件感應(yīng)加熱淬火，甚至在同一零件上實現(xiàn)多段變功變速，編程容易可操作性強(qiáng)。48共九十六頁專用淬火機(jī)床方面，二汽和天舒機(jī)電科技有限公司經(jīng)過多年努力，攻克一個個難關(guān)

36、，采用功率脈沖分配技術(shù)、尾座自由頂尖技術(shù)、薄型淬火變壓器技術(shù)、獨立懸掛技術(shù)、懸掛平衡技術(shù)等分別研制成功曲軸全自動淬火機(jī)床與電源、水冷系統(tǒng)組成成套淬火設(shè)備可對車用內(nèi)燃機(jī)曲軸進(jìn)行各軸徑的圓角+軸徑淬火、軸徑淬火自回火，采用計算機(jī)控制，通過顯示屏對設(shè)備的加熱(ji r)、淬火工藝參數(shù)諸如電壓、電流、頻率、時間、壓力、流量溫度等進(jìn)行監(jiān)控和顯示，目前國內(nèi)多家采用。這些機(jī)床在傳動系統(tǒng)方面主要采用機(jī)械傳動49共九十六頁代表現(xiàn)代機(jī)械傳動技術(shù)的滾珠絲杠和直線導(dǎo)軌等先進(jìn)技術(shù)被廣泛采用；主驅(qū)動采用伺服數(shù)控、變頻調(diào)速，移動速度穩(wěn)定均勻；拖架定位準(zhǔn)確，重復(fù)精度高；工件旋轉(zhuǎn)采用變頻調(diào)速取代固定轉(zhuǎn)速，能適應(yīng)多方面工藝要求;

37、上下料系統(tǒng)采用較先進(jìn)的步進(jìn)鏈傳動、托盤送進(jìn)料、人工送取料。另外，在一條生產(chǎn)線中，大功率電源用于淬火，然后用較低功率回火(hu hu)，兩個工序在一條生產(chǎn)線上自動完成，減少了重復(fù)上下工件的工序，降低了勞動強(qiáng)度，提高了生產(chǎn)效率。4其他器件及冷卻系統(tǒng)50共九十六頁在氣動式和接觸器式功率切換器、電熱電容器、淬火變壓器、動作順序控制及顯示、變壓器三維移動快換接頭等方面(fngmin)，我國也取得了很多技術(shù)進(jìn)步，使淬火技術(shù)和工藝水平不斷提高。對于冷卻和淬火水循環(huán)裝置，在消化理解國際感應(yīng)加熱成套設(shè)備用水冷系統(tǒng)最新技術(shù)基礎(chǔ)上，我國自行研制成功適合我國國情的新型、高效、價廉的軟水冷卻機(jī)和水-水冷卻機(jī)，換熱效率高

38、，大大提高了加熱設(shè)備的可靠性，延長了設(shè)備的使用壽命。認(rèn)清差距，開拓進(jìn)取雖然近年來我國感應(yīng)淬火技術(shù)得到了迅速發(fā)展，但與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比還有相當(dāng)大的差距。51共九十六頁MOSFET高頻電源(dinyun)是工業(yè)發(fā)達(dá)國家的首選產(chǎn)品，而我國在高頻段仍以晶閘管交流調(diào)壓、高壓硅堆整流、節(jié)能型電子管振蕩器式電源(dinyun)為主；IGBT超音頻電源(dinyun)有部分取代晶閘管中頻電源(dinyun)的趨勢，而我國在這方面的應(yīng)用還不夠普及；近些年來雖然晶閘管中頻電源(dinyun)應(yīng)用較為普遍，但由于老企業(yè)改造步伐的限制，還有部分中頻停留在發(fā)電機(jī)組。必須指出，雖然我國能夠生產(chǎn)MOSFET、IGBT和SI

39、T感應(yīng)加熱淬火用電源但品種和規(guī)格沒有國外那么多、那么細(xì)，由于關(guān)鍵主要電力電子器件國內(nèi)還不能生產(chǎn)，必須進(jìn)口，所以從性能和技術(shù)水平方面和國外相比仍有相當(dāng)大的差距。52共九十六頁總體來說，和工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比，我國的數(shù)控及全自動淬火機(jī)床開發(fā)屬起步階段。在自動化水平上，國內(nèi)設(shè)備大部分是人工上下料，自動化程度較低；能量監(jiān)控雖有應(yīng)用但技術(shù)還不夠成熟；FUNAC、SIMENS伺服系統(tǒng)有所應(yīng)用，但多為點位直線運動，屬簡易型，多軸連動類型的數(shù)控系統(tǒng)尚未得到應(yīng)用。另外，計算機(jī)控制技術(shù)在感應(yīng)加熱淬火中應(yīng)用遠(yuǎn)不如國外那樣成熟，例如自動識別進(jìn)機(jī)零件、不合格零件自動剔除；工藝參數(shù)跟蹤及偏離給定值修正等。在感應(yīng)器制造技術(shù)、感

40、應(yīng)器快換、導(dǎo)磁體材料與利用、冷卻水循環(huán)系統(tǒng)(xnhun xtng)、淬火介質(zhì)研究與應(yīng)用等方面也有相當(dāng)大的差距。感應(yīng)加熱技術(shù)近年來的進(jìn)展無論是設(shè)備制造還是工藝革新均有長足的進(jìn)步。53共九十六頁國內(nèi)感應(yīng)加熱技術(shù)的發(fā)展，起步于上世紀(jì)電源設(shè)備的制造，接著感應(yīng)淬火工藝裝備也緊隨其后。現(xiàn)在國內(nèi)感應(yīng)淬火工藝裝備制造業(yè)也日益擴(kuò)大，產(chǎn)品品種多原來需要進(jìn)口的裝，逐步被國產(chǎn)品所取代，在為國家節(jié)省外匯的同時，也發(fā)展了國內(nèi)的相關(guān)企業(yè)。目前感應(yīng)加熱制造業(yè)的服務(wù)對象主要是汽車制造業(yè)，今后現(xiàn)代冶金工業(yè)將對感應(yīng)加熱有較大需求，應(yīng)予注意。從高起點出發(fā)，國內(nèi)進(jìn)口一些先進(jìn)的感應(yīng)加熱裝備是必要的。據(jù)不完全統(tǒng)計，對外開放以來，我國已進(jìn)口

41、各種感應(yīng)加熱電源與淬火機(jī)床達(dá)100套以上，這些分別來自德、美、英、法、日、意、西班牙、比利時、俄羅斯的裝備，各有所長。如何取長補(bǔ)短、洋為中用，提高我國感應(yīng)加熱技術(shù)的水平，這是當(dāng)前我們面臨的一個課題(kt)。鑒于這些差距，我國應(yīng)積極行動，建立嚴(yán)格的引進(jìn)消化政策，避免重復(fù)引進(jìn)限期淘汰耗能嚴(yán)重的電源，集中力量開發(fā)短缺部件，提高淬火機(jī)床配套質(zhì)量等使感應(yīng)加熱技術(shù)迅速趕上世界先進(jìn)水平。54共九十六頁感應(yīng)加熱設(shè)備的選擇電流透入深度：根據(jù)集膚效應(yīng)，工程上規(guī)定(gudng)當(dāng)Ix降至I0的1/e（e2.718）處的電流深度稱為電流透入深度。鋼鐵材料熱態(tài)電流的透入深度比冷態(tài)電流透入深度大幾十倍，鋼鐵在800900

42、時500/f1/2感應(yīng)加熱時，熱越小，則淬硬層深度x越淺；反之，f 越小，熱越大，則x越深。55共九十六頁如果時熱 x ，則加熱時熱量只集中于表層，要靠熱傳導(dǎo)傳熱，加熱速度慢，生產(chǎn)率低，過渡(gud)層大，但功率可小；如果時熱 x ，加熱速度快，表面輻射損失小，過渡層淺，但功率大。生產(chǎn)經(jīng)驗：1.5104/x2 f 2.5105/x2 例如：x2.0時, fmax60000Hz, fmin4000Hz f 最佳15000Hz 所以采用真空管或機(jī)式感應(yīng)加熱設(shè)備。56共九十六頁感應(yīng)加熱設(shè)備功率的確定工件單位面積功率P0P/F (kW/cm2) P設(shè)備的總功率，kW設(shè)備的效率，%F工件的加熱面積，cm

43、2工件單位面積功率P0是計算工件加熱總功率和選擇設(shè)備的依據(jù)。 P0與淬硬層深度、工件大小、加熱時間、電流頻率和加熱方式(fngsh)等因素有關(guān)，其大小直接影響工件的加熱速度和淬硬層深度。57共九十六頁對尺寸較小的工件，宜采用P0大一些，反之宜小一些。此外，加熱方式對P0的選擇也有影響。在選擇總功率P時，設(shè)備的效率應(yīng)將變壓器效率、感應(yīng)器效率和回路線傳輸效率等考慮進(jìn)去，且總功率滿足工藝要求。感應(yīng)器設(shè)計得是否合理會影響到加熱層的形狀和深度以及設(shè)備功率能否(nn fu)正常發(fā)揮等。因此，感應(yīng)器的設(shè)計對提高產(chǎn)品質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益至關(guān)重要。58共九十六頁 感應(yīng)器的設(shè)計主要包括：感應(yīng)線圈的形狀、尺寸、圈數(shù)，感應(yīng)

44、圈與工件的間隙，匯流板的尺寸與連接方法，冷卻方式等。其結(jié)構(gòu)尺寸主要根據(jù)中、高頻電流的特點以及感應(yīng)線圈的使用壽命等等來考慮。1、感應(yīng)器與工件的間隙 感應(yīng)器與工件的間隙大小直接影響到感應(yīng)器的功率因數(shù)。間隙大，功率因數(shù)低；間隙小，功率因數(shù)高，電流透入深度淺，加熱速度快。但間隙過小，操作不方便，易產(chǎn)生短路，降低使用壽命。間隙大小還受到設(shè)備的功率(gngl)和淬硬層深度的影響，設(shè)備功率(gngl)大則間隙大，設(shè)備功率(gngl)小則間隙小。中頻加熱應(yīng)比高頻大，連續(xù)加熱因要考慮移動也要大一些。59共九十六頁2、感應(yīng)器的尺寸1）感應(yīng)器的內(nèi)徑 外圓表面加熱用的施感導(dǎo)體采用矩形或方形截面(jimin)的銅管繞成

45、。 內(nèi)徑： DD02a （mm） D0 工件的直徑，mm a工件表面與施感導(dǎo)體內(nèi)表面的間隙60共九十六頁2）感應(yīng)器的高度 施感導(dǎo)體(dot)的高度會直接影響淬硬層分布。長軸件進(jìn)行局部一次性加熱：HL810 (mm) L淬硬區(qū)的長度短軸零件進(jìn)行局部一次性加熱：HL2a (mm) a感應(yīng)器與工件間隙，mm當(dāng)軸形件淬硬層較長時，可采用多圈感應(yīng)器。61共九十六頁3、施感導(dǎo)體的圈數(shù) 當(dāng)工件直徑較小，而淬硬區(qū)又較長時，可采用雙圈或多圈施感導(dǎo)體，有較高的熱效率。多圈感應(yīng)器可以改善匯流板與施感導(dǎo)體間的電壓分配，增加施感導(dǎo)體上的電壓。但圈數(shù)也不宜過多，過多時使阻抗增加，功率因數(shù)下降(xijing)，效率低。62

46、共九十六頁4、冷卻水路冷卻水管的尺寸與電流頻率、電流透入深度、加熱方式和散熱條件有關(guān)。采用同時加熱法時，要另設(shè)噴水圈或淬火槽進(jìn)行淬火冷卻。采用連續(xù)加熱淬火法時，可采用自噴式感應(yīng)器，當(dāng)要求噴水量較大時，在感應(yīng)器下方另設(shè)獨立(dl)噴水圈。5、匯流板尺寸 匯流板：感應(yīng)圈兩端與電源的連接部分。63共九十六頁 圓環(huán)效應(yīng)使電流集中于感應(yīng)器內(nèi)側(cè)，有利于加熱圓柱零件。對于加熱圓筒形零件內(nèi)表面，則應(yīng)在感應(yīng)器上設(shè)置導(dǎo)磁體將電流從內(nèi)側(cè)驅(qū)趕到外側(cè)，以加強(qiáng)臨近效應(yīng)，改變加熱區(qū)溫度(wnd)分布，提高熱效率。64共九十六頁電磁屏蔽對工件上不需要加熱的凸臺或尖角處加上銅環(huán)或鐵磁材料環(huán)，在環(huán)中因漏磁而產(chǎn)生渦流，渦流所產(chǎn)生的

47、磁場方向與感應(yīng)加熱的磁場方向相反(xingfn)，使磁力線不能穿過那些不需要加熱的部位，而起到屏蔽作用。 例如：對鍵槽、油孔打入銅釘進(jìn)行屏蔽，避免工件加熱時產(chǎn)生的過熱或裂紋。65共九十六頁感應(yīng)加熱系統(tǒng)(xtng)性能采用了以PLC為核心的控制,用開環(huán)系統(tǒng)組成的變頻調(diào)速對傳輸?shù)冗M(jìn)行速度控制,紅外線光電器件進(jìn)行檢測,信號燈組成的故障顯示、發(fā)光二極管組成的速度顯示,這祥形成了一套性能好、故障率低、成本少、可靠性高的控制系統(tǒng),這一系統(tǒng)很好地完成了感應(yīng)加熱這一復(fù)雜的工藝過程,使H桿的性能指標(biāo)滿足要求。系統(tǒng)66共九十六頁感應(yīng)加熱可以改善工作環(huán)境、提高工人勞動環(huán)境和公司形象、無污染、低耗能。感應(yīng)加熱爐與煤爐

48、相比，工人不會再受炎炎烈日下煤爐的烘烤與煙熏，更可達(dá)到環(huán)保部門的各項指標(biāo)要求，同時樹立公司外在形象與鍛造業(yè)未來的發(fā)展趨勢。利用中頻感應(yīng)加熱的方法，對碳結(jié)鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼熱軋標(biāo)準(zhǔn)件進(jìn)行，與20世紀(jì)71年代已在美，法，餓等多個國家冶金工廠應(yīng)用，建設(shè)(jinsh)了多條中頻感應(yīng)加熱生產(chǎn)線，這些鋼號大多用于制造汽車，拖拉機(jī)，機(jī)床用零部件。標(biāo)準(zhǔn)件感應(yīng)加熱，因受到冷卻條件的限制，加熱的標(biāo)準(zhǔn)件直徑限定在60mm，大于60mm直徑的標(biāo)準(zhǔn)件后，發(fā)現(xiàn)存在芯部硬度不足的現(xiàn)象。中頻感應(yīng)加熱不僅能對圓棒，而且還能對方形，多邊形條材進(jìn)行。67共九十六頁自控型可調(diào)節(jié)加熱時間、加熱功率、保溫時間、保溫功率和冷卻時間；大大提高

49、了加熱產(chǎn)品的質(zhì)量和加熱的重復(fù)性，簡化工人的操作技術(shù)。特別(tbi)安全，輸出電壓低于36V，免除高壓觸電危險。68共九十六頁成熟的感應(yīng)加熱技術(shù)，設(shè)計的生產(chǎn)線中分別對淬火和回火工藝配備進(jìn)口紅外線測溫裝置，實現(xiàn)了加熱溫度自動控制，(并且可以通過調(diào)節(jié)功率來實現(xiàn)溫度調(diào)節(jié))，而機(jī)械傳動部分則是采用了調(diào)速電機(jī)帶動，可以隨意調(diào)節(jié)運行速度及功率，而這些操作均由中心控制系統(tǒng)來實現(xiàn)，工人只需啟動、停止操作系統(tǒng)中的按鈕就可實現(xiàn)所有的運行動作。 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，感應(yīng)加熱得到了廣泛的應(yīng)用。表面熱處理可以提高產(chǎn)品質(zhì)量，縮短生產(chǎn)(shngchn)周期和改善勞動條件，提高生產(chǎn)(shngchn)組織水平。目前應(yīng)用最廣泛的表

50、面熱處理是感應(yīng)熱處理，它可應(yīng)用于淬火、回火、正火、調(diào)質(zhì)、透熱等，適用于機(jī)械化大生產(chǎn)(shngchn)，可通過計算機(jī)控制實現(xiàn)無人操作。69共九十六頁感應(yīng)(gnyng)加熱案例Click here to add your title70共九十六頁71共九十六頁感應(yīng)(gnyng)熱處理的優(yōu)點快速(kui s)熱處理可進(jìn)行工件局部淬火節(jié)能熱處理機(jī)械化及自動化感應(yīng)淬火的加熱時間以秒計，一般在210s之內(nèi)，生產(chǎn)周期亦短其能耗與滲碳、氮化、調(diào)質(zhì)相比具有極大的優(yōu)勢精確地將工件需進(jìn)行淬火的局部進(jìn)行加熱一般均配有步進(jìn)梁送料、機(jī)械手取工件及機(jī)器人操縱感應(yīng)器72共九十六頁0203040506070801發(fā)展(fzhn

51、)方向少無污染少無畸變(jbin)少無分散少無浪費少無氧化少無脫碳少無廢品少無人工如前所述，由于受到制造業(yè)的高度重視，近代熱處理技術(shù)發(fā)展迅速。其主要發(fā)展方向可以概括為8個方面：73共九十六頁感應(yīng)加熱發(fā)展(fzhn)是伴隨工業(yè)技術(shù)的發(fā)展(fzhn)同步進(jìn)行的。趨勢就是從最初的原始化、簡單化，發(fā)展(fzhn)到具有先進(jìn)高新技術(shù)加入的高效化、快速化、成套化、數(shù)控化和聯(lián)動化。感應(yīng)(gnyng)加熱發(fā)展趨勢74共九十六頁感應(yīng)(gnyng)加熱的現(xiàn)狀國內(nèi)外技術(shù)(jsh)現(xiàn)狀感應(yīng)加熱技術(shù)從誕生至今，經(jīng)過近百年的發(fā)展，取得了令人矚目的成果，尤其是六十年代以后，固態(tài)電力電子器件的出現(xiàn)與發(fā)展，使感應(yīng)加熱技術(shù)和現(xiàn)代

52、化生產(chǎn)許多方面密切相關(guān)，發(fā)揮了很大的作用。國內(nèi)國外國外感應(yīng)加熱裝置用于大型工件的透熱或數(shù)百噸的鋼水保溫預(yù)計短期內(nèi)，以固態(tài)器件構(gòu)成的低頻感應(yīng)加熱電源在功率容量、價格和可靠性方面還難以與簡單的工頻感應(yīng)爐競爭，雖然其效率、體積和性能均優(yōu)于工頻爐75共九十六頁恒功率(gngl)輸出零壓啟動(qdng)保護(hù)全面操作方便節(jié)能環(huán)保感應(yīng)加熱速度更快，節(jié)電效果更明顯。零壓啟動，更能適應(yīng)頻繁啟動的要求過流、過壓保護(hù)，使設(shè)備運行可靠。智能操作簡單，適用于各種加熱工藝。全數(shù)字式高效快速諧振，節(jié)能環(huán)保優(yōu)勢突出感應(yīng)加熱設(shè)備優(yōu)點突出76共九十六頁感應(yīng)加熱(ji r)三大優(yōu)勢鋼管調(diào)質(zhì)爐可達(dá)到環(huán)保部門的各項指標(biāo)要求，同時樹立公

53、司形象。加熱速度快，被加熱物的表面氧化少。非常容易實現(xiàn)自動控制，省心省力。感應(yīng)加熱時電加熱爐中最節(jié)能的加熱方式(fngsh)由室溫加熱到1100的噸鍛件耗電小于360度。加熱快效率高智能化自動化環(huán)保節(jié)能省電77共九十六頁隨著社會的顯著發(fā)展，以及社會生活水平大幅度地提高，人們的生活素質(zhì)也有了明顯地提升，最重要是體現(xiàn)在我們環(huán)保意識的逐漸增強(qiáng)，同時，這一改變，對于鋼絲加熱設(shè)備今后的發(fā)展，也有著很大的影響。感應(yīng)加熱應(yīng)用感應(yīng)加熱技術(shù)綠色節(jié)能的優(yōu)勢贏得了用戶(yngh)，也贏得了市場，更重要的是電磁加熱技術(shù)也應(yīng)用到了越來越多的領(lǐng)域。最大程度地減少熱損失和能量損耗，增加生產(chǎn)效率，提升產(chǎn)品質(zhì)量。感應(yīng)加熱設(shè)備采

54、購前需要跟專業(yè)技術(shù)員說明加熱需求，提供加熱工件尺寸，加熱工件頻率等參數(shù)。根據(jù)實際需求制定相關(guān)設(shè)計方案。78共九十六頁感應(yīng)(gnyng)加熱方案設(shè)計要找專業(yè)團(tuán)隊79共九十六頁選用(xunyng)感應(yīng)加熱方式優(yōu)點18273645加熱速度快，工件表面(biomin)氧化輕隨時調(diào)整設(shè)備功率，對生產(chǎn)進(jìn)行控制安裝方便，易于實現(xiàn)機(jī)械化和自動化 一機(jī)多用。可完成一系列熱處理工藝操作簡單，隨時開啟。無須預(yù)熱?？砷L時間地連續(xù)工作。 電能利用率高環(huán)保節(jié)能，安全可靠，國家提倡。工件變形小，電能消耗少。感應(yīng)加熱設(shè)備應(yīng)用80共九十六頁中頻感應(yīng)加熱設(shè)備自投放市場，其應(yīng)用范圍都在不斷的擴(kuò)展，近幾年中頻感應(yīng)加熱設(shè)備在鋼管涂層的

55、應(yīng)用是一個重大突破，對這些行業(yè)是一個很大的驚喜，管道涂層為金屬粉末，聚乙烯等材料，加熱無溫度一般都不是很高，在線工作的話，就需要可以進(jìn)行局部連續(xù)加熱的設(shè)備，中頻感應(yīng)加熱設(shè)備就實現(xiàn)了，大大節(jié)能了能源，對廠區(qū)生產(chǎn)(shngchn)環(huán)境也改善很大。優(yōu)點(yudin)1優(yōu)點2優(yōu)點3優(yōu)點4采用德國西門子IGBT功率管和獨特的逆變技術(shù).可調(diào)節(jié)加熱的功率、時間、有利于提高加熱的質(zhì)量和加熱的重復(fù)性,可簡化工人操作。加熱效率達(dá)90%以上，比高頻中頻省電3040%，停機(jī)狀態(tài)下幾乎不用電。整個控制系統(tǒng)均為數(shù)字集成化，各種保護(hù)動作速度快，逆變器主要元件IGBT為永久性器件，整機(jī)的故障率低,壽命長81共九十六頁如何選擇、選用感應(yīng)加熱設(shè)備呢？主要要從幾個方面考慮：1、被加熱的工件形狀和尺寸 工件大、棒料、實材，應(yīng)選用相對功率大，頻率低的感應(yīng)加熱設(shè)備；工件小、管材、板材、齒輪等，則選用相對功率小，頻率高